[发明专利]一种提高涉重危废生物沥浸-再生富集效能的方法

说明书

本发明涉及一种提高涉重危废生物沥浸‑再生富集效能的方法，属于危险固废资源化处理技术领域。将多种焙烧工艺用于涉重危废的预处理以消除有机物、去除氟氯离子、改变有价金属的赋存状态，从而提高涉重危废有价金属的生物沥浸‑再生富集效能。通过对焙烧工艺运行参数调控和添加剂选择，可实现不同类型涉重危废中有毒有机物和氟氯离子的脱除以及难浸金属的赋存状态变化，焙烧预处理后电镀污泥再生次数由8‑10次提高到15次以上，酸洗污泥由1‑2次提高到10次以上，废加氢催化剂有机金属钴镍浸提效率由70％提高到90％‑95％，废旧锂离子电池固液比由1.0％提高到2.5％以上。因此，涉重危废中有价金属的最终富集浓度大幅增加，为后续的金属纯化回收创造了有利的条件。

技术领域

本发明涉及一种低温焙烧预处理涉重危废后生物浸提有价金属的方法，属于危险固体废物资源化处理技术领域。

背景技术

涉重危废泛指含有有毒金属的危险废物，按来源分为材料源危废和工业源危废。前者包括失效催化剂、废旧电池、废弃太阳能发电板、电子废物、废弃印刷线路板等；后者包括电镀废渣、酸洗废渣、冶炼废渣、焚烧飞灰等。涉重危废种类繁多、数量巨大。新版《国家危险废物名录》共有46大类，涉重危废占有17大类。2016年全国工业危废产生量大约6000万吨，涉重危废超过2000万吨。其中废旧电池、失效催化剂、废弃光伏板均在数十万吨级，而电镀废渣、酸洗废渣、冶炼废渣则在数百万吨级。

涉重危废通常含有高浓度的剧毒/有毒金属如铬、镉、铅、砷、汞等，环境危害严重。涉重危废的不当处置是当前我国重金属污染土壤大面积爆发的主因之一，而近期频频发生的不少涉砷、涉铅、涉镉污染公害事件则直接源于涉重危废的非法倾倒。另一方面，涉重危废往往含有有价/高价/稀贵金属如金、银、铂、钯、铑、铟、镓、锗、铜、钴、镍、钼、锂、锌、锰等，有时含量甚至超过原矿，堪称二次矿产。从涉重危废中回收有价、高价和稀贵金属，对于应对未来全球范围的金属短缺具有重大意义，代表了该类危废处理处置的发展方向。

生物沥浸-再生富集技术通过微生物作用在常温常压的温和条件下实现固相材料中目标金属的高效浸出，再通过固相生物催化实现失效沥液的循环再生、固相材料的多批次沥浸和目标金属的沥液富集。沥液再生大幅减低了培养基和水的消耗；目标金属富集则显著减低了后续分离纯化的成本。应用生物沥浸-再生富集技术可以实现涉重危废中有价金属的高效浸提和快速富集，尤其对于含量较低的涉重危废可以通过循环再生实现目标金属的沥液浓缩，显示出卓越的应用前景，因而受到国内外学者的广泛关注和研究。

涉重危废不但含有有价金属而且含有多种有毒有害的物质和离子，如电镀污泥含有表面活性剂和有机络合剂，酸洗污泥含有高浓度的氟、氯和硝酸根离子，废催化剂含有多种原油组分和降解产物，废旧电池含有相当多的有机粘合剂和氟类电解液等。在生物沥浸-再生富集过程中，这些有害物质和离子会释放和富集于沥液之中并对沥浸微生物产生毒性效应，导致循环再生中断和金属富集终止。因此，从涉重危废中分离去除这些有毒有机物和氟氯离子对于涉重危废生物沥浸-再生富集技术的实际应用具有重要意义。

焙烧是将矿石或其他固体物料在低于炉料熔点温度下进行加热，发生氧化、还原或其他化学变化从而改变物料的物相结构、组成组分、形态价态的预处理过程。按焙烧气氛和调理药剂的不同分为还原焙烧、氧化焙烧、纳化焙烧、氯化焙烧、硫酸化焙烧等。其中，氧化焙烧可以去除固相材料中有机物，加硅加湿焙烧可以去除氟氯离子，硫酸化焙烧可以把难浸的硫化物转化为易浸的硫酸盐类物质。因此，通过不同类型焙烧工艺的复合和优化可以去除涉重危废中有害的有机物和氟氯离子并改变有价金属的赋存状态，消除有害物质和离子对沥浸微生物的毒性效应、改善失效沥液的循环再生效能、提高有价金属的浸出和富集效率，解决涉重危废生物沥浸-再生富集中的关键共性问题。

发明内容